luận án tiến sĩ nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mì

Tuy nhiên, thách thức đối với phương pháp sản xuất bánh mì mới này là: sau quá trình bảo quản lạnh đông và rã đông bột nhào, hoạt tính của nấm men giảm, mạng gluten bị phá hủy một phần,

  

HOÀNG THỊ THU

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA BỘT NHÀO LẠNH ĐÔNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG VÀO SẢN XUẤT BÁNH MÌ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

ĐÀ NẴNG - 2024

  

HOÀNG THỊ THU

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA BỘT NHÀO LẠNH ĐÔNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG VÀO SẢN XUẤT BÁNH MÌ

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã số: 9540101

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

2 PGS.TS NGUYỄN HOÀNG DŨNG

ĐÀ NẴNG - 2024

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Người cam đoan

Hoàng Thị Thu

MỤC LỤC ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG I LỜI CAM ĐOAN I MỤC LỤC II DANH MỤC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT VIII DANH MỤC CÁC BẢNG X DANH MỤC CÁC HÌNH XII

MỞ ĐẦU 1

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3

6 CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN 4

CHƯƠNG 1 5

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT NHÀO BÁNH MÌ LẠNH ĐÔNG 5

1.1.1 Lịch sử phát triển và triển vọng 5

1.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất bánh mì truyền thống và bánh mì từ bột nhào lạnh đông 6

1.1.3 Những thách thức khi sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông 8

1.1.3.1 Sự suy giảm độ mạnh của bột nhào 8

1.1.3.2 Sự hư hỏng cấu trúc của bột nhào 8

1.1.3.3 Sự sống sót của nấm men và khả năng sinh khí 10

1.1.3.4 Chất lượng của bánh mì sau khi nướng 11

1.1.5.5 Chất lượng của bánh mì khi bảo quản 12

1.2 VAI TRÒ CỦA CÁC THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU LÊN CHẤT LƯỢNG CỦA BÁNH MÌ TỪ BỘT NHÀO LẠNH ĐÔNG 13

1.2.1 Bột mì 13

1.2.2 Nước 15

1.2.3 Nấm men 15

1.2.4 Muối 16

1.2.5 Đường 16

1.2.6 Shortening 16

1.3 CÁC CHẤT PHỤ GIA 17

1.3.1 Các chất nhũ hóa 17

1.3.1.1 DATEM (E472 (e)) 18

1.3.1.2 Sorbitan monostearate (SMS - E491) 19

1.3.1.3 Natri stearoyl-2-lactylat (SSL – E482) 19

1.3.1.4 Glycerol MonoStearate (GMS – E471) 19

1.3.2 Nhóm chất keo (hydrocolloids) 20

1.3.2.1 Carageenan 22

1.3.2.2 Guargum (E412) 22

1.3.2.3 Sodium alginate (E401) 22

1.3.2.4 CMC (Carboxymethyl Cellulose) 23

1.3.2.5 Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC): 23

1.3.3 Nhóm enzyme 24

1.3.4 Một số chất khác 26

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI VỀ CÔNG NGHỆ BỘT NHÀO BÁNH MÌ LẠNH ĐÔNG 26

1.4.1 Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới 26

1.4.1.1 Ảnh hưởng của quá trình cấp đông, bảo quản lạnh đông và rã đông lên bột nhào bánh mì và chất lượng bánh mì 27

1.4.1.2 Ảnh hưởng của các phụ gia lên bột nhào lạnh đông 31

1.4.1.3 Ảnh hưởng của các nguyên liệu lên bột nhào lạnh đông 42

1.4.1.4 Nghiên cứu cải thiện quy trình làm bột nhào 46

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 47

CHƯƠNG 2 49

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 49

2.1 NGUYÊN LIỆU 49

2.1.1 Nguyên liệu chính 49

2.1.2 Các gia vị: 49

2.1.3 Phụ gia nghiên cứu 49

2.2 HOÁ CHẤT, THIẾT BỊ, DỤNG CỤ 51

2.2.1 Hoá chất 51

2.2.2 Thiết bị phục vụ nghiên cứu 51

2.3 SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU TỔNG QUÁT 51

2.4 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 53

2.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông 53

2.4.2 Mô tả thí nghiệm 53

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 62

2.5.1 Các phương pháp phân tích vật lý 62

2.5.1.1 Phương pháp đo thể tích bánh mì 62

2.5.1.2 Phương pháp đo đường kính, chiều cao, khối lượng bánh mì 62

2.5.1.3 Xác định độ ẩm của bột mì hoặc ruột bánh mì 62

2.5.1.4 Phương pháp đo độ xốp bánh mì 62

2.5.1.5 Phương pháp đo độ cứng ruột bánh mì 62

2.5.1.6 Phương pháp đo hàm lượng tro toàn phần 62

2.5.1.7 Phương pháp xác định đặc tính hút nước và đặc tính lưu biến bằng Farinograph 63

2.5.1.8 Phương pháp xác định đặc tính lưu biến bằng Extensograph 63

2.5.1.9 Xác định hàm lượng gluten ướt 64

2.5.1.10 Xác định chỉ số gluten 64

2.5.1.11 Xác định hình ảnh vi cấu trúc của bột nhào bằng kính hiển vi điện tử quét SEM (Scanning Electron Microscopy) 64

2.5.1.12 Xác định phần trăm khối lượng dịch thoát bột nhào 65

2.5.2 Phương pháp hóa học - xác định độ acid của bánh mì 65

2.5.3 Phương pháp phân tích vi sinh 65

2.5.4 Phương pháp phân tích cảm quan 65

2.5.5 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 66

2.5.6 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hoá 66

CHƯƠNG 3 67

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 67

3.1 ĐÁNH GIÁ SỰ PHÙ HỢP CỦA NGUYÊN LIỆU BỘT MÌ CHO SẢN XUẤT BỘT NHÀO LẠNH ĐÔNG 67

3.2 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN LÊN MEN SƠ BỘ 68

3.2.1 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ đến số lượng nấm men 68

3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ đến thể tích bánh mì 69

3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ đến độ xốp bánh mì 71

3.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÁC LOẠI PHỤ GIA VÀ XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC TỔ HỢP PHỤ GIA TỐI ƯU CHO BỘT NHÀO BÁNH MÌ LẠNH ĐÔNG 72

3.3.1 Xác định hàm lượng trehalose 72

3.3.2 Đánh giá hiệu quả và xác định hàm lượng sử dụng của các chất nhũ hóa 75

3.3.2.1 Khảo sát đặc tính lưu biến của bột mì khi bổ sung chất nhũ hóa 75

3.3.2.2 Ảnh hưởng của Sodium Stearoyl-2- Lactylate (SSL) 78

3.3.2.3 Ảnh hưởng của Glycerol Monostearate (GMS) 79

3.3.2.4 Ảnh hưởng của Sorbitan monostearate (E491) 81

3.3.2.5 Ảnh hưởng của Diacetyl Tartaric Acid Ester của Monoglyceride (DATEM) 82

3.3.2.6 So sánh hiệu quả các chất nhũ hoá ở hàm lượng thích hợp của mỗi chất 84

3.3.3 Đánh giá hiệu quả và xác định hàm lượng sử dụng của các loại chất keo 85

3.3.3.1 Khảo sát đặc tính lưu biến của bột mì khi bổ sung các loại chất keo 86

3.3.3.2 Ảnh hưởng của chất keo Carrageenan (CAR) 88

3.3.3.3 Ảnh hưởng của chất keo Guargum (GG) 89

3.3.3.4 Ảnh hưởng của chất keo Sodium alginate (SA) 90

3.3.3.5 Ảnh hưởng của chất keo Carboxymethyl Cellulose (CMC) 91

3.3.3.6 Ảnh hưởng của chất keo Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) 93

3.3.3.7 So sánh hiệu quả các chất keo ở hàm lượng thích hợp của mỗi chất 94 3.3.4 Đánh giá hiệu quả và xác định hàm lượng sử dụng các loại enzyme 95

3.3.4.1 Khảo sát đặc tính lưu biến của bột mì khi bổ sung các loại enzyme 95 3.3.4.2 Ảnh hưởng của enzyme transglutaminase (TG) 98

3.3.4.3 Ảnh hưởng của enzyme glucose oxydase (GOX) 99

3.3.4.4 Ảnh hưởng của enzyme xylanase (XYL) 101

3.3.4.5 Ảnh hưởng của enzyme lipase (LP) 102

3.3.4.6 Ảnh hưởng của enzyme hemicellulase (HC) 103

3.3.4.7 So sánh hiệu quả của các enzyme ở hàm lượng thích hợp của chúng 104

3.3.5 Đánh giá lựa chọn phụ gia để phát triển công thức tổ hợp phụ gia cho bột nhào lạnh đông định hướng ứng dụng làm bánh mì 105

3.3.6 Đánh giá tác dụng tương hỗ của các loại phụ gia 106

3.3.6.1 Phân tích tác động tương hỗ của các phụ gia trong các tổ hợp hai phụ gia 111

3.3.6.2 Phân tích tác động tương hỗ khi sử dụng tổ hợp 3 phụ gia 113

3.3.6.3 Phân tích tác động tương hỗ khi kết hợp sử dụng tổ hợp 4 phụ gia với nhau từ tổ hợp 3 phụ gia 116

3.3.7 Xác định thành phần tối ưu của tổ hợp 3 phụ gia: HPMC, DATEM, GOX 119 3.4 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG MEN TƯƠI SỬ DỤNG 124

3.4.1 Ảnh hưởng của hàm lượng men sử dụng đến số lượng và tỉ lệ phần trăm nấm men sống sót 125

3.4.2 Ảnh hưởng của hàm lượng men tươi đến thể tích bánh mì 127

3.5 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP RÃ ĐÔNG 128

3.6 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BÁNH MÌ SẢN XUẤT THEO QUY TRÌNH CẢI TIẾN VÀ SỰ THOÁI HOÁ CỦA SẢN PHẨM 130

3.6.1 Đánh giá sự thoái hóa của bánh mì làm từ bột nhào lạnh đông có công thức phụ gia tối ưu 130

3.6.1.1 Đánh giá sự thay đổi về thể tích bánh 130

3.6.1.2 Đánh giá sự thay đổi về độ xốp bánh 131

3.6.1.3 Đánh giá sự thay đổi về độ cứng của bánh 132

3.6.2 Khảo sát lượng dịch thoát ra từ bột nhào lạnh đông 133

3.6.3 Ảnh vi cấu trúc bột nhào lạnh đông (SEM) 135

3.7 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG KẾT QUẢ CẢI TIẾN CÔNG THỨC VÀ QUY TRÌNH TRONG SẢN XUẤT BÁNH MÌ BAGUETTE VÀ BÁNH MÌ HAMBURGER 139

3.7.1 Kết quả kiểm tra thể tích và đánh giá cảm quan bánh mì Baguette 139

3.7.2 Kết quả kiểm tra thể tích và đánh giá cảm quan bánh mì Hamburger 140

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 143

A KẾT LUẬN 143

B NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 144

C KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 144 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ A TÀI LIỆU THAM KHẢO B

DANH MỤC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT

HPMC Hydroxypropyl methyl cellulose

Tỉ số R/E Resistance to extension (5cm)/Extensibility = Ratio Number 5cm

Tỉ số R/E tối đa Resistance to extension (Max)/Extensibility = Ratio Number max

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2 1 Các phụ gia sử dụng trong nghiên cứu 49

Bảng 2 2 Các hoá chất sử dụng trong nghiên cứu 51

Bảng 2 3 Các nguyên liệu chuẩn bị 53

Bảng 2 4 Hàm lượng men cho 1 kg bột mì 54

Bảng 2 5 Các chất keo và hàm lượng sử dụng 57

Bảng 2 6 Các enzyme và hàm lượng sử dụng 58

Bảng 3.1 Kết quả phân tích các chỉ tiêu hoá lý của bột mì Nguyên liệu 67

Bảng 3 2 Các thông số Farinograph của bột Nguyên liệu 67

Bảng 3 3 Các thông số Extensograph của bột Nguyên liệu 68

Bảng 3.4 Lượng nấm men sống trong BN trong quá trình BQLĐ (log(CFU)) 69

Bảng 3.5 Tỷ lệ sống sót của nấm men so với mẫu 0 tuần (%) 69

Bảng 3 6 Lượng nấm men sống sót (log(CFU)) qua các giai đoạn bảo quản lạnh đông ở các mức trehalose khác nhau 73

Bảng 3 7 Kết quả đo Farinograph bột mì với chất nhũ hoá 75

Bảng 3 8 Kết quả phép đo Extensograph bột mì (NL) bổ sung chất nhũ hoá 76

Bảng 3 9 Kết quả đo Farinograph của bột mì trộn các loại chất keo 86

Bảng 3 10 Kết quả đo Extensograph của bột mì trộn các loại chất keo 86

Bảng 3 11 Hàm lượng chất keo thích hợp cho từng mốc thời gian bảo quản 94

Bảng 3 12 Tổng hợp kết quả đo Farinograph của bột mì trộn các loại enzyme 96

Bảng 3 13 Tổng hợp kết quả đo Extensograph bột mì bổ sung enzyme 96

Bảng 3 14 Hàm lượng enzyme tốt nhất ứng cho từng mốc thời gian bảo quản bột nhào lạnh đông 104

Bảng 3 15 Lượng phụ gia sử dụng trong các nghiệm thức (cho 500 g bột mì) 107

Bảng 3 16 Thể tích bánh mì khi sử dụng tổ hợp các phụ gia khác nhau 109

Bảng 3 17 Thể tích bánh (ml) từ bột nhào sử dụng 1 phụ gia và 2 phụ gia sau 2 tháng trữ đông 112

Bảng 3 18 Tổng hợp nhận xét tác dụng tương hỗ trong các tổ hợp 2 phụ gia 112

Bảng 3 19 Thể tích bánh khi sử dụng tổ hợp 2 và 3 phụ gia 114

Bảng 3 20 Tổng hợp nhận xét tác dụng tương hỗ khi bổ sung 1 phụ gia vào tổ hợp 2 phụ gia khác 115

Bảng 3 21 Thể tích bánh khi sử dụng tổ hợp 3 và 4 phụ gia khác 117

Bảng 3 22 Tổng hợp nhận xét tác dụng tương hỗ khi sử dụng 1 phụ gia này vào tổ hợp 3 phụ gia khác 117

Bảng 3 23 Các nhân tố và mức khảo sát của hàm lượng phụ gia HPMC, DATEM và GOX trong mô hình quy hoạch tâm phức hợp 119

Bảng 3 24 Bố trí thí nghiệm và kết quả theo mô hình quy hoạch tâm phức hợp 120 Bảng 3 25 Phân tích thống kê ANOVA cho mô hình thực nghiệm 121

Bảng 3 26 Thống kê sự phù hợp của hàm mục tiêu (thể tích bánh) 122

Bảng 3 27 Bảng hệ số phương trình của hàm mục tiêu Y (thể tích bánh) 122

Bảng 3 28 Logarit của số lượng nấm men sống sót (CFU) 125

Bảng 3 29 Thể tích bánh (ml) sau 0-3 ngày bảo quản từ bột nhào đã bảo quản lạnh đông 1 ngày và 2 tháng 130

Bảng 3 30 Độ xốp bánh sau 0-3 ngày bảo quản từ bột nhào đã BQLĐ 132

Bảng 3 31 Độ cứng bánh sau 0-3 ngày bảo quản từ bột nhào đã BQLĐ 132

Bảng 3 32 Thể tích bánh mì baguette qua từng thời gian bảo quản 139

Bảng 3 33 Phân tích ANOVA điểm thị hiếu cho các mẫu bánh mì Baguette 139

Bảng 3 34 Thể tích bánh mì Hamburger cảm quan qua từng thời gian BQ 141

Bảng 3 35 Phân tích ANOVA điểm thị hiếu các mẫu bánh mì hamburger 141

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bánh mì tươi và bánh mì từ bột nhào lạnh

đông 6

Hình 1 2 Hình ảnh SEM của bột nhào không lạnh đông 9

Hình 1 3 Hình ảnh SEM của bột nhào lạnh đông 1 ngày ở -20oC 9

Hình 1 4 Hình ảnh SEM của bột nhào LĐ trong 10 tuần ở -20oC 9

Hình 1 5 Hình ảnh SEM của bột nhào LĐ trong 27 tuần ở -20oC 9

Hình 1 6 Công thức cấu tạo phân tử DATEM 18

Hình 1 7 Công thức cấu tạo phân tử E491 19

Hình 1 8 Công thức cấu tạo của SSL 19

Hình 1 9 Công thức cấu tạo của Glycerol monostearate 20

Hình 1 10 Cấu trúc hóa học của trehalose (a) và saccharose (b) 26

Hình 2 1 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 52

Hình 2 2 Quy trình sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông 55

Hình 2 3 Farinograph đại diện cho thấy các chỉ số đo thông thường 63

Hình 2 4 Extensograph đại diện cho thấy các chỉ số đo thông thường 64

Hình 3 1 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ bột nhào đến thể tích của bánh mì sau quá trình trữ đông 70

Hình 3 2 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ đến độ xốp của bánh mì 72

Hình 3 3 Ảnh hưởng của hàm lượng trehalose đến thể tích bánh 73

Hình 3 4 Ảnh hưởng của hàm lượng trehalose đến độ xốp ruột bánh 74

Hình 3 5 Kết quả đo Farinograph và Extensograph bột trộn các chất nhũ hóa khác nhau 77 Hình 3 6 Ảnh hưởng của hàm lượng SSL đến thể tích bánh 78

Hình 3 7 Ảnh hưởng của SSL đến độ xốp ruột bánh 79

Hình 3 8 Ảnh hưởng của GMS đến thể tích bánh 79

Hình 3 9 Ảnh hưởng của GMS đến độ xốp ruột bánh 80

Hình 3 10 Ảnh hưởng của E491 đến thể tích bánh 81

Hình 3 11 Ảnh hưởng của E491 đến độ xốp bánh 82

Hình 3 12 Ảnh hưởng của DATEM đến thể tích bánh 82

Hình 3 13 Ảnh hưởng của DATEM đến độ xốp ruột bánh 83

Hình 3 14 So sánh tác dụng của mẫu SSL, GMS, E491, DATEM và mẫu trắng đến thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông 84

Hình 3 15 Giãn đồ Farinograph và Extensograph bột NL trộn các loại chất keo khác nhau.

87

Hình 3 16 Ảnh hưởng của Carageenan đến thể tích bánh 89

Hình 3 17 Ảnh hưởng của Guargum đến thể tích bánh 90

Hình 3 18 Ảnh hưởng của Sodium alginate đến thể tích bánh 91

Hình 3 19 Ảnh hưởng của CMC đến thể tích bánh 92

Hình 3 20 Ảnh hưởng của HCMC đến thể tích bánh 93

Hình 3 21 So sánh tác dụng của các chất keo và mẫu trắng đến thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông 95

Hình 3 22 Giãn đồ Farinograph và Extensograph bột NL trộn các loại enzyme khác nhau 97

Hình 3 23 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụng enzyme TG 98

Hình 3 24 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụng enzyme GOX 100

Hình 3 25 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụng enzyme xylanase 101

Hình 3 26 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụng enzyme Lipase 102

Hình 3 27 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụng enzyme Hemicellulase 103 Hình 3 28 So sánh tác dụng của các enzyme và mẫu trắng đến thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông 105

Hình 3 29 Thể tích bánh với mỗi loại phụ gia đơn chất khác nhau 106

Hình 3 30 Các đồ thị bề mặt đap ứng và đường mức về ảnh hưởng của các phụ gia HPMC, DATEM, GOX đối với thể tích bánh mì 123

Hình 3 31 Kết quả xác định hàm lượng tối ưu các phụ gia để thu được thể tích bánh mì lớn nhất 123

Hình 3 32 Đồ thị tỉ lệ % số tế nào nấm men sống sót sau 2 tháng BQLĐ 126

Hình 3 33 Đồ thị thể tích theo tỉ lệ lượng men tươi sử dụng sau các khoảng thời gian bảo quản cho đến 2 tháng 128

Hình 3 34 Thể tích bánh theo các phương pháp rã đông khác nhau 129

Hình 3 35 Phần trăm khối lượng dịch thoát ra khỏi BN theo thời gian 133

Hình 3 36 Ảnh vi cấu trúc của bột nhào sau khi bảo quản lạnh đông 1 ngày 137

Hình 3 37 Ảnh vi cấu trúc của bột nhào sau khi bảo quản lạnh đông 2 tháng 138

Hình 3 38 Điểm thị hiếu trung bình của các mẫu bánh mì baguette 140

Hình 3 39 Đồ thị điểm thị hiếu sản phẩm bánh mì hamburger qua các giai đoạn bảo quản 141

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Bánh mì là một trong những sản phẩm thực phẩm được tiêu thụ rộng rãi và phổ biến nhất trên toàn thế giới và kỹ thuật làm bánh mì có lẽ là một trong những kỹ thuật lâu đời nhất, mang nét đặc trưng vùng miền Kỹ thuật sản xuất bánh mì đã phát triển liên tục qua nhiều năm với thành phần nguyên vật liệu, phụ gia, máy móc ngày càng đổi mới để sản phẩm có chất lượng ngày càng tốt hơn

Việc sản xuất bánh mì vốn tốn rất nhiều thời gian, nhân công và đòi hỏi kỹ thuật chuyên môn, nhưng thời gian bảo quản lại ngắn Do đó, trong vài chục năm trở lại đây, cùng với sự hiện đại hóa khoa học - xã hội, sự thay đổi lớn trong cách sản xuất, phân phối và bán lẻ thực phẩm đã dẫn đến sự ra đời của phương pháp sản xuất bánh mì mới từ bột nhào bảo quản lạnh đông [1] Theo phương pháp này, bột mì sau khi nhào trộn đến công đoạn tạo hình xong sẽ được bảo quản lạnh đông Sau đó, người tiêu dùng mua về có thể rã đông, lên men thêm một thời gian nữa rồi mang đi nướng

Với kỹ thuật này, mọi người có thể làm bánh mì ngay tại nhà vì nó không đòi hỏi nhiều không gian, thiết bị, kỹ năng hoặc kinh nghiệm, tiết kiệm được nhiều thời gian [2] Các tiệm bánh có thể làm bánh mì vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày, giảm thời gian làm việc ban đêm hoặc sáng sớm, không cần nhiều nhân công có tay nghề cao; Chất lượng sản phẩm bánh mì ngày càng được chuẩn hóa và đồng đều hơn, tiết kiệm được chi phí Công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông này có thể phát triển ở quy mô công nghiệp hoặc thực hiện trong các khách sạn, tiệm bánh hay các gia đình nhỏ [3] ,[4]

Tuy nhiên, thách thức đối với phương pháp sản xuất bánh mì mới này là: sau quá trình bảo quản lạnh đông và rã đông bột nhào, hoạt tính của nấm men giảm, mạng gluten bị phá hủy một phần, dẫn đến khả năng giữ khí CO2 kém hơn, thể tích bánh

mì thành phẩm vì thế giảm đi, đồng thời độ cứng của bánh tăng lên so với bánh mì truyền thống

Ngoài ra, chỉ sau khi nướng một thời gian ngắn, bánh mì từ bột nhào lạnh

đông, và kể cả bánh mì tươi, sẽ nhanh chóng mất đi các giá trị cảm quan của bánh mới nướng ban đầu (lớp vỏ giòn màu vàng nâu, hương thơm hấp dẫn, lát cắt mịn màng, cấu trúc ruột bánh dẻo, mềm) do sự thay đổi về một số tính chất hóa lý bên trong bánh, đặc biệt là sự mất ẩm và sự thoái hóa của tinh bột, dẫn đến hiện tượng thoái hóa của bánh Độ tươi mới của bánh mất đi song song với sự tăng lên về độ cứng của bánh, giảm hương vị, làm giảm mức độ chấp nhận của người tiêu dùng và gây thiệt hại cho người sản xuất [5] [6]

Do đó, nghiên cứu cải thiện chất lượng bột nhào lạnh đông đã được quan tâm bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới Tuy nhiên các nghiên cứu vẫn chưa có tính hệ thống, các nghiên cứu thường khảo sát từng khía cạnh riêng lẻ và chưa có các công

bố về công thức phụ gia tối ưu để đảm bảo chất lượng cho bánh mì làm từ bột nhào lạnh đông

Từ nhu cầu thực tiễn về công nghệ sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông, cũng như thực trạng về những hạn chế của công nghệ này, đề tài đặt mục tiêu nghiên cứu các cơ sở khoa học để cải tiến công nghệ này theo cách tiếp cận toàn diện hơn so với các nghiên cứu đã thực hiện cho đến nay, nhằm đánh giá được những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông, tìm ra công thức tổ hợp phụ gia tối ưu giúp cải thiện, nâng cao chất lượng cho bột nhào, định hướng vào sản xuất bánh mì và kéo dài được thời gian bảo quản

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chung của đề tài là cải tiến công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông định hướng sử dụng để làm bánh mì nhằm nâng cao chất lượng của sản phẩm đáp ứng nhu cầu của cuộc sống hiện đại Cụ thể như sau:

- Đánh giá được hiệu quả tác động của các loại phụ gia, từ đó xác định công thức tổ hợp phụ gia tối ưu cho bột nhào bánh mì lạnh đông;

- Cải tiến một số yếu tố công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông và sản xuất bánh

mì từ bột nhào lạnh đông;

- Đánh giá khả năng ứng dụng những cải tiến về công thức phụ gia và công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông cho các sản phẩm bánh mì Baguette và bánh mì

Hamburger

3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được những mục tiêu nghiên cứu như trên, đề tài xác định các nội dung cần thực hiện như sau:

- Nghiên cứu cải thiện công thức phối trộn bột nhào: Bao gồm liều lượng nấm men sử dụng, tối ưu hoá công thức tổ hợp các phụ gia cải thiện chất lượng bột nhào (trehalose, chất nhũ hoá, chất keo, enzyme) để chế biến bột nhào lạnh đông;

- Nghiên cứu cải thiện quy trình sản xuất bột nhào lạnh đông: Thời gian lên men sơ bộ, phương pháp rã đông bột nhào;

- Đánh giá hiệu quả của những cải tiến về công thức và công nghệ sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông;

- Ứng dụng công thức bột nhào đã tối ưu trên và các cải tiến công nghệ cho một số sản phẩm thực tế (bánh mì Baguette và bánh mì Hamburger)

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Qua thực hiện các nội dung để giải quyết các mục tiêu nghiên cứu, đề tài có những đóng góp chính mang ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn chính như sau:

* Ý nghĩa khoa học

Đề tài tiếp tục xu hướng nghiên cứu trên thế giới để giải quyết các vấn đề tồn đọng, qua đó cải tiến công thức và công nghệ sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đông Kết quả từ các nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần làm sáng tỏ vai trò của công đoạn lên men sơ bộ đối với chất lượng sản phẩm, một vấn đề chưa được khẳng định trong các nghiên cứu trước đây; Đánh giá một cách có hệ thống ảnh hưởng của các loại phụ gia khác nhau, đã hoặc chưa từng được sử dụng trong công thức thành phần cho bột nhào bánh mì lạnh đông; Đánh giá tác dụng tương hỗ giữa chúng vốn chưa được đề cập nhiều trong các nghiên cứu trong nước và trên thế giới Bằng nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm đề tài xây dựng mô hình toán học định lượng được ảnh hưởng của các loại phụ gia tốt nhất đến thể tích bánh mì làm từ bột nhào sau 2 tháng bảo quản lạnh đông; Đánh giá khả năng cải thiện sự thoái hoá của bánh mì làm từ bột nhào lạnh đông sau khi nướng nhờ tác động của tổ hợp phụ gia đề xuất từ kết quả nghiên cứu

6 Cấu trúc của luận án

Luận án gồm 145 trang (không kể bìa, mục lục, danh mục các hình, bảng biểu, công trình công bố và tài liệu tham khảo, không kể phần phụ lục), kết cấu bao gồm:

Mở đầu có 4 trang trình bày tính cấp thiết, mục tiêu, nội dung, ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn của luận án

Nội dung chính gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan tài liệu gồm 44 trang;

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu, gồm có 18 trang;

Chương 3: Kết quả nghiên cứu gồm có 76 trang;

Phần kết luận và kiến nghị gồm 03 trang;

(Phần các công trình công bố và tài liệu tham khảo gồm 11 trang)

Trong luận án có tổng cộng có 41 bảng, 53 hình vẽ và đồ thị Có 121 tài liệu tham khảo tiếng Việt, tiếng Anh và trang web

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Công nghệ sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đông

1.1.1 Lịch sử phát triển và triển vọng

Sản xuất bánh mì là một trong những công nghệ lâu đời nhất của lịch sử loài người Ngay từ thời tiền sử (4000-3500 năm trước Công nguyên), người Ai Cập đã biết sử dụng nấm men để làm bánh mì [2] Tuy nhiên, công nghệ này vẫn tiếp tục được nghiên cứu và phát triển cho đến ngày nay

Từ năm 1950 công nghệ sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đông đã được biết đến, nhưng mãi đến những năm 1970 công nghệ này mới bắt đầu được sử dụng Kể

từ đó, công nghệ bột nhào lạnh đông tiếp tục nhận được sự quan tâm lớn từ các nhà nghiên cứu Xu hướng này được thúc đẩy bởi chính từ nhu cầu của người tiêu dùng muốn có bánh mì tươi mới một cách linh hoạt hơn Trong công nghệ này, bột nhào bán thành phẩm được làm lạnh đông và bảo quản ở nhiệt độ dưới 0oC, sau đó có thể vận chuyển đến nơi làm bánh tại các điểm bán lẻ như các chuỗi siêu thị và các khách sạn hay các tiệm bánh nhỏ lẻ khác và sẽ được nướng khi có nhu cầu sử dụng [3], [4]

Sự quan tâm ngày càng tăng của thị trường đối với mặt hàng bột nhào lạnh đông chủ yếu xuất phát từ lợi thế kinh tế của quy trình sản xuất, phân phối tập trung cũng như tiêu chuẩn hóa chất lượng của sản phẩm bột nhào lạnh đông Phân khúc sản phẩm bột nhào lạnh đông hiện đang lớn thứ ba trong ngành công nghiệp làm bánh,

do nhu cầu sử dụng các mặt hàng ăn uống nhanh và tiện lợi đang ngày càng tăng và xuất phát từ sự thay đổi phong cách sống ngày nay Người tiêu dùng luôn mong muốn

có sản phẩm bánh mì từ bột nhào lạnh đông có chất lượng đạt yêu cầu và đặc điểm cảm quan không khác nhiều so với bánh tươi truyền thống [2] Yêu cầu này đặt ra những thách thức công nghệ cần giải quyết trong quy trình sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đông

1.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất bánh mì truyền thống và bánh mì từ bột nhào lạnh đông

Quy trình điển hình sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông khác so với quy trình truyền thống và được thể hiện trong Hình 1.1, theo đó sau khi tạo hình, bột nhào được cấp đông để bảo quản mà không được ủ để nướng ngay

Hình 1 1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bánh mì tươi và bánh mì từ

bánh

Bánh mì tươi

liệu

- Tạo hình

Bột nhào được chia thành các phần có khối lượng nhất định và được tạo hình Quá trình tạo hình làm thay đổi cấu trúc của hệ bọt khi các bọt khí nhỏ kết hợp thành bọt khí lớn hơn và cũng góp phần vào sự phát triển mạng gluten

- Lên men sơ bộ

Là quá trình giúp cho sinh khối nấm men có trong khối bột được phát triển một phần trước khi cấp đông và bảo quản lạnh đông

- Cấp đông và bảo quản lạnh đông

Sau khi tạo hình xong, các mẫu bột nhào bánh mì cần được cấp đông để chuyển nước lỏng thành tinh thể đá Các mẫu bột nhào sau khi đông cứng được gói trong túi polyetylen và thường được bảo quản trong tủ đông ở nhiệt độ -20˚C

- Rã đông

Bột nhào lạnh đông được rã đông để ủ Quá trình này có thể được tiến hành trong các điều kiện nhiệt độ và thời gian khác nhau Quá trình rã đông liên quan đến quá trình tái hydrat hóa lại hệ thống

- Ủ bột

Các mẫu bột đã rã đông cần được ủ đến thể tích mong muốn trước khi nướng Hoạt động của nấm men có vai trò quan trọng trong quá trình ủ Bột nhào được ủ đúng cách cho các đặc tính lưu biến tối ưu (cân bằng tối ưu giữa độ giãn và độ đàn hồi), đồng thời tạo ra bánh mì có đặc tính của ruột và thể tích bánh mong muốn Trong quá trình ủ, một số phản ứng xảy ra Rượu và carbon dioxide hình thành Chúng ảnh hưởng đến tính chất keo của protein bột nhào và làm thay đổi sức căng bề mặt trong khối bột nhào

- Nướng bánh

Nướng mang đến một loạt các biến đổi vật lý, hóa học và sinh hóa trong bánh

mì Hệ quả bao gồm tăng thể tích, bay hơi nước, hình thành cấu trúc xốp, biến tính protein, hồ hóa tinh bột, hình thành lớp vỏ và phản ứng hóa nâu, tạo liên kết ngang của protein, tan chảy các tinh thể chất béo và kết hợp vào bề mặt các bọt khí, phá vỡ bọt khí

Bánh mì mới nướng thường có màu vàng nâu, vỏ bánh giòn, mùi thơm ngon

dễ chịu, kết cấu bánh mì mềm và đàn hồi, ẩm miệng Trong quá trình bảo quản, bánh

mì sẽ bị thoái hoá và giảm chất lượng, mất độ tươi, giòn, trở nên cứng Sự thoái hoá của bánh mì được đặc trưng bởi nhiều hiện tượng vật lý và hóa học như thay đổi kết cấu, di chuyển nước, kết tinh tinh bột và tương tác giữa các thành phần

1.1.3 Những thách thức khi sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông

Khi sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông sẽ có một vài vấn đề phát sinh, đó

là sự giảm độ mạnh của bột nhào, giảm khả năng giữ khí CO2, kéo dài thời gian lên men, giảm hoạt tính của nấm men, giảm thể tích bánh mì và làm hư hỏng cấu trúc của sản phẩm bánh mì [1]

1.1.3.1 Sự suy giảm độ mạnh của bột nhào

Độ mạnh bột nhào phản ảnh mức độ cố kết của bột nhào, thể hiện qua khả năng kéo giãn, đàn hồi tốt Bột nhào đã bảo quản lạnh đông sẽ bị giảm độ mạnh, dẫn đến giảm thể tích bánh mì thành phẩm Trong quá trình bảo quản lạnh đông, liên kết của mạng lưới gluten bị yếu đi do sự kết tinh, phát triển của các tinh thể băng và xảy

ra quá trình tái phân phối nước do sự trao đổi nước giữa các thành phần khác nhau của bột nhào Mạng gluten bị yếu đi nên không giữ được khí CO2

Sự giảm độ mạnh của bột nhào chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố khác như sự có mặt của một số sản phẩm hình thành từ quá trình tự phân của tế bào nấm men trong quá trình bảo quản lạnh đông, như glutathione, có khả năng làm gãy cầu liên kết disulphide trong gluten [5]

1.1.3.2 Sự hư hỏng cấu trúc của bột nhào

Bảo quản lạnh đông bột nhào trong thời gian dài có thể làm phá hủy mạng gluten Các tinh thể băng hình thành trong bột nhào gây sự phá vỡ mạng gluten, làm mạng bị đứt đoạn Mạng gluten gãy vỡ như vậy sẽ giữ khí kém hơn, làm thời gian ủ bột tăng lên, thể tích bánh giảm Các hạt tinh bột cũng bị hư hỏng do sự hình thành những tinh thể băng có kích thước lớn trong quá trình tái kết tinh Các hạt tinh bột bị hỏng có khả năng hấp thụ nước nhiều hơn và có thể hút nước từ mạng gluten [5]

Sự hủy hoại cấu trúc bột nhào xảy ra trong quá trình bảo quản lạnh đông có thể được quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) ở nhiệt độ thấp Bột nhào có thể xem như hệ bọt trong đó những bong bóng khí được giữ lại trong mạng tinh bột/gluten Trong các ảnh chụp SEM của bột nhào, những bong bóng khí này được nhận ra ở dạng những khoảng trống hình cầu, còn tinh thể đá được tạo thành trong quá trình lạnh đông có hình dạng là những khoảng trống có góc cạnh Với bột nhào không lạnh đông khi kiểm tra cho thấy một cấu trúc rất dày đặc các khoảng trống hình cầu và những hạt tinh bột hình cầu được gắn chặt vào trong mạng gluten và không có tinh thể băng (Hình 1.2) Đối với mẫu bột nhào đã bảo quản lạnh đông càng lâu càng có sự xuất hiện tăng lên của những khoảng trống lớn và có góc cạnh, thể hiện sự hình thành những tinh thể đá Những sợi gluten dài ban đầu có thể nhận thấy

ở mẫu mới lạnh đông cũng mất dần đi theo thời gian bảo quản lạnh đông và xuất hiện hiện tượng những hạt tinh bột bị tách rời khỏi mạng gluten(Hình 1.3; 1.4; 1.5) [1][13]

Một số bằng chứng từ các phép đo điện di cho thấy sự yếu đi của cấu trúc protein là do sự biến tính của glutenin bột mì Phân tích cấu trúc bột nhào lạnh đông

và rã đông cho thấy có sự gia tăng đáng kể số lượng các oligomer khối lượng phân tử thấp từ sự đề polymer hóa của glutenin [5]

Kết quả phân tích điện di SDS cho thấy sự giảm số lượng các tiểu phân glutenin có khối lượng phân tử lớn từ 88.700-129.100 trong mẫu protein chiết tách từ bột nhào lạnh đông [14] Điều này cho thấy mạng protein của bột nhào đã trãi qua quá trình đề polyme hóa trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông

Trong quá trình bảo quản lạnh đông bột nhào, nước tự do tăng lên do sự giải phóng nước liên kết từ mạng gluten Khi đó có xảy ra sự phân phối lại tổng lượng nước có mặt trong hệ thống bột nhào [3]

1.1.3.3 Sự sống sót của nấm men và khả năng sinh khí

Trong sản xuất bột nhào lạnh đông, sự sống sót của nấm men và khả năng giữ khí của bột nhào là những vấn đề quan trọng

Khả năng sống sót của nấm men chịu ảnh hưởng bởi sự cấp đông và nhiệt độ bảo quản lạnh đông Theo kết quả nghiên cứu của M Havet và cộng sự, tốc độ làm lạnh nhanh (tốc độ gió 3 m/s) gây ra thiệt hại đáng kể hoạt động của nấm men và cấu trúc gluten hơn là tốc độ làm lạnh chậm (tốc độ gió 1-2 m/s) [15] Smail Meziani và cộng sự cũng đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của tốc độ làm lạnh đông đến khả năng sống sót của nấm men và cũng cho kết luận tương tự [16]

Sản xuất bột nhào lạnh đông và bảo quản lạnh đông dẫn đến tổn thất đáng kể

về số lượng tế bào nấm men còn sống Theo phát hiện của Ribotta và cộng sự, sau 3 tháng bảo quản lạnh đông, khoảng một nửa số tế bào nấm men ban đầu không còn sống sót, tỉ lệ nấm men chết trong bột nhào lạnh đông cao hơn trong nấm men tươi lạnh đông trực tiếp [17] Nấm men lạnh đông trong bột nhào được cho là nhạy cảm với các tổn thương hơn so với nấm men chịu lạnh đông trực tiếp Nguyên nhân là do nấm men trong bột nhào phải chịu áp suất thẩm thấu cao dưới tác động của nồng độ các chất hữu cơ tăng lên do nước đóng băng, dẫn đến sự tự phân của các tế bào nấm men

Trong quá trình lên men bột nhào, nấm men tạo khí CO2 và các chất tạo hương khác Khả năng tạo khí phụ thuộc vào chủng nấm men, số lượng tế bào nấm men, hoạt tính của nấm men và lượng đường có thể lên men Hàm lượng đường 1% trong bột mì là không đủ cho nấm men phát triển Chính vì vậy cần phải tăng cường lượng đường tạo ra từ tinh bột bằng tác dụng của enzym α- và β- amylase

Khả năng sinh khí của nấm men cũng bị ảnh hưởng bởi quá trình bảo quản lạnh đông Đặc biệt là bị ảnh hưởng bởi tốc độ làm lạnh đông và rã đông, nhiệt độ và thời gian bảo quản lạnh đông, chu kỳ làm lạnh - rã đông Tốc độ làm lạnh đông nhanh

sẽ làm giảm khả năng sinh khí của nấm men và giảm số lượng tế bào nấm men sống sót

Khả năng hoạt động của nấm men là vấn đề chính trong sản xuất bột nhào lạnh đông Để bù đắp cho sự mất khả năng sống sót của nấm men trong quá trình cấp đông, trữ đông và rã đông có khuyến cáo sử dụng liều lượng nấm men cao hơn (4-6% so với bột) Tuy nhiên khi hàm lượng nấm men sử dụng cao quá (6 -8%) sẽ ảnh hưởng xấu đến hương vị của bánh nướng [5] [11]

1.1.3.4 Chất lượng của bánh mì sau khi nướng

Chất lượng bánh mì sau khi nướng được thể hiện qua kết cấu ruột bánh, hương

vị, màu sắc, thể tích và vẻ ngoài của ổ bánh mì Bánh mì mới nướng thường có lớp

vỏ giòn nhưng mềm, ruột xốp, đàn hồi và ẩm ướt Bánh mì từ bột nhào lạnh đông có thể tích nhỏ hơn so với bánh mì tươi thông thường, độ cứng của ruột bánh tăng lên theo thời gian bảo quản lạnh đông Ngoài ra, phần ruột của chúng có các lỗ rỗng lớn với sự phân bố không đồng nhất được đặc trưng bởi các thành mạng lưới ruột dày, vỏ bánh dày với bề mặt thô ráp [3]

Độ cứng bánh có liên quan đến khối lượng riêng bánh mì, có thể khác nhau tùy theo loại bánh mì Thông thường thể tích bánh mì được sử dụng làm thước đo khối lượng riêng của bánh Thể tích bánh phản ánh tính chất đàn hồi của bột nhào và hoạt động của nấm men Hương vị của bánh mì là sự kết hợp phức tạp giữa vị và mùi thơm vốn có của các hợp chất, từ quá trình lên men của nấm men và từ các phản ứng nâu hóa trong quá trình nướng bánh

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng chất lượng bánh mì từ bột nhào lạnh đông kém hơn bánh mì tươi là do trong quá trình lạnh đông, nước đóng băng tạo thành các tinh thể đá có thể tích vượt quá ban đầu, làm thủng tế bào, dẫn đến thiệt hại

cơ học, sự dao động nhiệt độ lớn trong quá trình bảo quản gây ra các chu kỳ đóng băng-tan băng cũng sẽ làm cấu trúc bột nhào bị hư hỏng nặng hơn, sự tự phân của tế bào nấm men trong quá trình bảo quản lạnh đông giải phóng các hợp chất như glutathione làm gãy cầu liên kết disulphide trong mạng gluten [1] [6] [19] Sự hư hỏng cấu trúc của bột nhào được phản ảnh rõ nét thông qua lượng dịch lỏng rỉ ra từ bột nhào lạnh đông khi rã đông Có mối tương quan ngược giữa lượng dịch lỏng rỉ ra

và các thông số chất lượng của bánh mì Nguyên nhân xuất hiện dịch rỉ là do khả năng liên kết nước của bột nhào bị giảm khi lạnh đông và rã đông sau đó [5] Khả năng giữ nước của bột nhào giảm được giải thích là do sự thoái hóa của arabinoxylan, một polysaccharide, do tác động của enzym xylanase nội sinh Ngoài ra sự hoạt động yếu đi của các tế bào nấm men sau thời gian dài bảo quản lạnh đông cũng dẫn đến thể tích bánh mì giảm, kết cấu bánh đặc hơn và cứng hơn [12] [21]

Như vậy, chất lượng của bánh mì từ bột nhào lạnh đông sẽ kém hơn chất lượng của bánh mì tươi, đây là vấn đề mà luận án quan tâm giải quyết để khắc phục, thông qua việc khảo sát hàm lượng nấm men sử dụng, sử dụng tổ hợp các phụ gia để cải thiện cấu trúc của bột nhào…

1.1.5.5 Chất lượng của bánh mì khi bảo quản

Bánh mì được làm từ bột nhào lạnh đông thường có đặc tính và cấu trúc kém

đi trong quá trình bảo quản sau nướng Sự thoái hoá bánh mì khi bảo quản thường liên quan đến sự gia tăng độ cứng ruột bánh, tổn thất hương vị và độ giòn của bánh [22] Tổn thất về độ ẩm và sự thoái hóa của tinh bột là hai vấn đề cơ bản dẫn đến tăng

độ cứng của ruột bánh mì [1]

Sự thoái hóa tinh bột liên quan đến sự kết tinh lại của amylose và amylopectin,

từ trạng thái vô định hình sang trạng thái kết tinh một phần, xảy ra khi thực phẩm giàu tinh bột trãi qua chu kỳ đông lạnh/rã đông hoặc khi có sự di chuyển ẩm [14]

Bột nhào bánh mì có tính dẻo và một phần nước tự do trong bột nhào hoạt động như một chất làm dẻo Quá trình nướng làm nước bay hơi và một phần nước còn lại liên kết với các polyme sinh học có trong bánh Tuy nhiên, trong quá trình thoái hoá của bánh, có sự hình thành cầu hydro giữa mạng protein liên tục với những hạt tinh bột, thay cho liên kết với các phân tử nước Những phân tử nước này sau đó phân tán ra các vùng lân cận, dẫn đến sự tái phân bố lại nước Vì vậy, sự di chuyển của các phân tử nước đóng góp vào sự tái kết tinh lại của amylopectin và sự hình thành cầu hydro giữa gluten và tinh bột, dẫn đến sự thoái hoá của bánh mì [1]

Thời gian bảo quản lạnh đông càng lâu thì mức độ thoái hóa của tinh bột càng

rõ rệt, dẫn đến sự tăng độ cứng của bánh mì Tốc độ thoái hóa của tinh bột ở nhiệt độ thấp xảy ra ở bánh mì từ bột nhào lạnh đông nhanh hơn trong bánh mì từ bột nhào không lạnh đông [14]

Bánh mì từ bột nhào lạnh đông thể hiện tốc độ thoái hoá cao do thể tích ổ bánh

mì giảm và cấu trúc protein phá vỡ Tuy nhiên, có thể cải thiện chất lượng của những

ổ bánh mì bằng cách thêm gluten, chất nhũ hóa và chất keo [3]

Sự thoái hóa của tinh bột chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ bảo quản và thành phần thực phẩm như hàm lượng nước, đường, lipid, muối và các enzym chống thoái hoá Bánh mì bị thoái hoá xảy ra nhanh nhất ở 0-4°C [14]

1.2 Vai trò của các thành phần nguyên liệu lên chất lượng của bánh mì

từ bột nhào lạnh đông

1.2.1 Bột mì

Bột mì là thành phần cơ bản nhất của các sản phẩm bánh nướng Trong thành phần hoá học của bột mì, carbohydrate và protein chiếm khoảng 90% khối lượng của bột mì

Bột mì có 4 loại protein chính: albumin, globulin, gliadin và glutenin Glutenin bao gồm các protein có trọng lượng phân tử cao, trong đó các chuỗi polypeptide riêng

lẻ được liên kết ngang bằng các liên kết disulphide của acid amin cysteine Gliadin bao gồm các protein có khối lượng phân tử thấp hơn, trong đó các liên kết ngang của

cysteine là nội phân tử chứ không phải liên phân tử [8] Glutenin và gliadin chiếm khoảng 75% toàn lượng protein của lúa mì, hai loại này có tỉ lệ tương đương nhau Chúng không tan trong nước mà khi nhào với nước thì trương lên tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten Chính nhờ có gluten mà bột mì có tính chất như tạo ra độ

nở, bông xốp, dai, giãn nở của các sản phẩm như bánh mì, bánh ngọt, mì ăn liền

Khối bột nhào sau khi rửa tinh bột thu được khối gluten ta gọi là gluten ướt, trong này có chứa 60-70% nước, hàm lượng gluten ướt trong bột mì dao động khá lớn từ 15-55% Chất lượng của gluten ảnh hưởng đến độ xốp của bánh, nếu gluten có

độ kéo lớn, bánh làm ra xốp hơn do khả năng giữ khí tốt và ngược lại

Glutenin đóng vai trò quyết định chất lượng bột nhào lạnh đông Gliadin và tinh bột cũng đóng góp đáng kể vào chất lượng bột nhào nhưng không bằng glutenin

Sự đóng góp của của những phần hòa tan được trong nước đối với chất lượng bột nhào lạnh đông thường là nhỏ

Với bột nhào lạnh đông nên sử dụng bột mì mạnh có hàm lượng protein cao (11-14%) Bột mì có hàm lượng protein cao giúp làm tăng thể tích bánh, đặc biệt khi bảo quản lạnh đông lâu Chất lượng protein (độ mạnh) còn quan trọng hơn cả hàm lượng protein [24] Vì vậy cả số lượng và chất lượng protein đều cần thiết để tạo ra sản phẩm bánh có chất lượng cao từ bột nhào lạnh đông Có thể sử dụng gluten sống (vital gluten) bổ sung để làm mạnh bột có hàm lượng protein thấp hơn khi sử dụng trong bột nhào lạnh đông [18]

Carbohydrate của bột mì chiếm 70-90% theo chất khô, gồm có các loại đường, dextrin, tinh bột, chất keo, cellulose và hemicellulose Kích thước và tỷ lệ nguyên hạt của tinh bột trong bột mì ảnh hưởng đến độ rắn chắc, khả năng hút nước và hàm lượng đường trong bột nhào Bột mì có hạt tinh bột nhỏ và hạt vỡ thì được đường hóa nhanh hơn Dextrin có ảnh hưởng xấu đến chất lượng bánh mì, dextrin ít liên kết với nước, nếu bột nhào có hàm lượng dextrin cao thì ruột bánh chặt và kém đàn hồi Pentosan

có tính háo nước cao và đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bánh mì đen, khi trương nở trong nước tạo ra các dung dịch keo ảnh hưởng đến tính chất lý học của

bột nhào Đường trong bột có ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bánh, đường được sinh ra trong 1,5-2h đầu tiên của quá trình lên men

Lipid chiếm 2-3%, trong đó 75% là triglyceride Trong bột, các lipid ở trạng thái tự do và kết hợp với protein và carbohydrate, làm cho gluten đàn hồi hơn

Enzym trong bột mì chủ yếu là protease và amylase [25]

1.2.2 Nước

Nước là nguyên liệu cần thiết khác trong sản xuất bánh mì Trong quá trình nhào trộn, nước bổ sung liên kết với các thành phần bột mì như gluten, tinh bột và pentosan Phần nước còn lại hoạt động như nước tự do, các thành phần hòa tan được trong nước như muối, đường, protein tan và các tế bào nấm men sẽ có mặt ở phần nước tự do này Nước tự do gây phá hỏng hệ thống bột nhào và nấm men rất nhạy cảm với nước này, nên với bột nhào lạnh đông nên hạn chế lượng nước tự do Bột mì

có chất lượng tốt có khả năng hấp thụ lượng nước lớn và duy trì được độ ẩm cho các sản phẩm bánh nướng [18]

1.2.3 Nấm men

Nấm men có 3 chức năng trong hệ thống bột nhào: tạo khí CO2 giúp bột nhào

nở, phát triển bột nhào thông qua hoạt động lên men, cung cấp các chất tạo hương vị nhờ những sản phẩm phụ của quá trình lên men [18] Lượng nấm men sử dụng chiếm khoảng 3% so với khối lượng bột Liều lượng sử dụng nấm men có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh khí Hơn nữa, liều lượng sử dụng nấm men còn phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian lên men Thời gian lên men càng dài thì liều lượng nấm men sử dụng càng thấp Khi nhiệt độ tăng, tốc độ sinh khí sẽ tăng theo cho đến khi nhiệt độ đạt 40oC Trên 40oC, nấm men sẽ chết dần vì nhiệt cao

Vấn đề chính yếu của bột nhào lạnh đông là sự chết đi của các tế bào nấm men

Vì vậy cần sử dụng liều lượng nấm men cao từ 4-6% so với khối lượng bột để bù đắp những tổn thất của nấm men trong quá trình cấp đông, trữ đông và rã đông [18]

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại nấm men như: Men khô, men tươi, men kem, mỗi loại men sẽ phù hợp với một mục đích và điều kiện sử dụng nhất định, trong

đề tài chỉ sử dụng men tươi để nghiên cứu vì loại men này nguyên chất, không có trộn các phụ gia để cải thiện chất lượng bánh khác, hoạt tính nấm men mạnh và thời gian bảo quản tương đối được lâu (2 tuần)

1.2.4 Muối

Trung bình, lượng muối sử dụng khoảng 1.5-2% so với khối lượng bột Chức năng chính của muối trong các sản phẩm bánh nướng lên men là tạo hương vị Muối còn có một số chức năng kỹ thuật, chẳng hạn như để tăng độ ổn định, độ cứng và khả năng giữ khí lên men của bột nhào Muối có ảnh hưởng đặc biệt lên quá trình lên men: nồng độ muối càng cao, tốc độ lên men càng giảm, và ngược lại Hơn nữa, muối còn có tác dụng làm mạnh mạng gluten trong suốt quá trình lên men [18]

1.2.5 Đường

Chất tạo ngọt phổ biến nhất trong công nghiệp sản xuất bánh là đường saccharose, ngoài ra dextrose, maltose, mật, siro ngô, đường khử cũng thường được

sử dụng trong các loại bánh nướng

Đường là nguồn cung cấp năng lượng cơ bản cho nấm men lên men thành khí

CO2 Đường còn có tác dụng tạo vị, tạo màu, cải thiện chất lượng ruột và vỏ bánh nướng, nồng độ đường sử dụng (3-6%) tùy thuộc loại sản phẩm và đặc điểm vỏ bánh mong muốn [18]

1.2.6 Shortening

Nói chung shortening giúp cải thiện tính chất của ruột bánh mì và thể tích bột nhào, giúp cấu trúc bánh mịn, mềm hơn, thời gian sử dụng sản phẩm được kéo dài hơn Bột nhào chứa shortening vẫn tiếp tục giãn nở khi nướng trong một thời gian lâu hơn Vì vậy, thể tích của sản phẩm bánh nướng sẽ lớn hơn khi thêm shortening Việc thêm shotening với liều lượng 0.7-1% so với trọng lượng bột là đủ để cải thiện chất lượng bột nhào lạnh đông và bánh mì thành phẩm Liều lượng shortening sử dụng cao hơn cũng được đề nghị cho bột nhào lạnh đông và sự kết hợp shortening với hệ

nhũ tương 40% dầu trong nước đặc biệt cải thiện được tính ổn định của bột nhào lạnh đông và thể tích bánh cuối cùng [18]

Bột nhào không có một lượng tối thiểu chất béo rắn (hoặc chất nhũ hoá) được cho là sẽ có lớp vỏ phồng rộp và khi nướng ít bung hoặc không bung Cấu trúc ruột

sẽ tối, không mịn, thô và ruột bánh rất cứng, khả năng giữ khí rất nghèo [15]

1.3 Các chất phụ gia

Có nhiều công trình nghiên cứu đã tập trung vào việc phát triển và áp dụng các chất phụ gia khác nhau để cải thiện chất lượng bánh và kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm bánh mì từ bột nhào lạnh đông bằng cách làm chậm sự thoái hoá trong bánh mì bảo quản Chi tiết các kết quả nghiên cứu này được trình bày ở phần 1.4

“Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới” Các chất phụ gia này có thể chia thành

các nhóm sau:

1.3.1 Các chất nhũ hóa

Chất nhũ hóa là nhóm chất mà trong công thức cấu tạo của nó có 2 đầu: một đầu ưa dầu hoặc kỵ nước có khả năng hòa tan tốt trong pha không chứa nước, chẳng hạn như dầu hoặc chất béo, và một đầu phân cực hoặc ưa nước, hòa tan trong nước

Phần kỵ nước của phân tử nói chung là gốc alkyl chuỗi dài, trong khi phần ưa nước bao gồm một nhóm có thể phân ly hoặc một số nhóm hydroxyl hoặc polyglycolether

Trong một hệ dầu/nước, chất nhũ hóa nằm trên bề mặt phân cách, ở đó nó làm giảm sức căng bề mặt Do đó, ngay cả ở nồng độ rất thấp, chất nhũ hóa tạo điều kiện thuận lợi cho sự phân bố tốt của pha này trong pha kia Chất nhũ hóa ngăn không cho các giọt nhỏ, một khi đã hình thành, kết tụ và kết dính lại với nhau, tức là hợp nhất thành một giọt lớn duy nhất [26]

Chất nhũ hoá được sử dụng trong công nghiệp bánh có tác dụng chống lão hóa bánh mì, ổn định bột nhào, tiết kiệm shortening [27] [28] Hiệu quả làm chậm sự thoái hóa bánh mì của các chất nhũ hoá là do tương tác của chúng với tinh bột tạo thành các phức, đặc biệt với các phân tử amylose mạch thẳng, đồng thời với amylopectin,

làm chậm lại quá trình thoái hóa của tinh bột và ngăn chặn sự di chuyển ẩm từ gluten sang tinh bột, ngăn ngừa sự hút nước của tinh bột Chất nhũ hóa cũng có thể tương tác với chất béo được thêm vào trong công thức, làm giảm sức căng bề mặt bọt khí, tạo ra nhiều bọt khí nhỏ trong bánh, giúp cho cấu trúc bánh mịn màng [27] [28]

Chất nhũ hoá được chia ra hai nhóm: nhóm làm mềm ruột bánh (ví dụ monoglyceride) và nhóm làm mạnh bột (ví dụ ethoxylate, mono- hoặc di-glyceride, sodium hoặc calcium stearoyl lactylate ) Nhóm làm mạnh bột nhào thường được sử dụng nhiều hơn bởi vì khả năng cải thiện tính năng protein do tương tác với gluten, không chỉ mạnh hơn mà còn có thể giãn nở và có đặc tính đàn hồi tốt hơn [27] [28]

Một số chất nhũ hoá thể hiện cả hai chức năng này, chẳng hạn SSL (sodium stearoyl lactylate) SSL có tác dụng duy trì thể tích và độ mềm mại trong bánh mì tươi và bánh mì từ bột nhào lạnh đông Các nghiên cứu về ảnh hưởng của SSL, diacetyl tartaric acid ester của mono và diglyceride (DATEM), glycerol monostearate (GMS) và glycerol monostearate chưng cất (DGMS) lên chất lượng bánh mì đã được nghiên cứu chứng tỏ rằng tất cả các chất nhũ hoá này cải thiện được thể tích, kết cấu

và điểm chất lượng tổng thể của bánh mì [27]

Dưới đây là các chất nhũ hoá được nghiên cứu sử dụng nhiều trong sản xuất bột nhào lạnh đông

1.3.1.1 DATEM (E472 (e))

Hình 1 6 Công thức cấu tạo phân tử DATEM [29]

DATEM gồm các ester của glycerol trong đó một hoặc nhiều nhóm hydroxyl của glycerol đã được este hóa bởi acid diacetyl tartaric và acid béo Thuật ngữ 'DATA

ester' (DATEM) là thuật ngữ chung bao gồm nhiều loại phụ gia tương tự khác nhau

về bản chất của acid béo và tỷ lệ mono so với diglyceride Trạng thái vật lý DATEM thay đổi từ dạng lỏng nhớt đến dạng bột chảy khá tự do tùy thuộc vào mức độ bão hòa của nền chất béo DATA este thường được sử dụng ở dạng bột như là một phụ gia cải thiện chất lượng bột nhào [8]

1.3.1.2 Sorbitan monostearate (SMS - E491)

Monostearate sorbitan là một ester của sorbitan và acid stearic Đầu sorbitol của phân tử rất hòa tan trong nước Đầu acid stearic hòa tan trong chất béo

Hình 1 7 Công thức cấu tạo phân tử E491 [29]

1.3.1.3 Natri stearoyl-2-lactylat (SSL – E482)

SSL là tên gọi viết tắt của Natri stearoyl-2-lactylat SSL là chất rắn màu trắng

có điểm nóng chảy tương đối cao và có thể được thêm vào bột nhào ở dạng bột

Hình 1 8 Công thức cấu tạo của SSL [26]

1.3.1.4 Glycerol MonoStearate (GMS – E471)

Glycerol MonoStearate (còn được gọi là GMS), là một trong những chất nhũ hoá được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành thực phẩm Về mặt hóa học, GMS

là este glycerol của acid stearic

Hình 1 9 Công thức cấu tạo của Glycerol monostearate [29]

vì các đặc tính chức năng tuyệt vời của chúng như cải thiện tình trạng táo bón, ngăn ngừa ung thư ruột kết, giúp hạ đường huyết Vì vậy, chất keo cũng được sử dụng rộng rãi để cải thiện chất lượng của sản phẩm bột mì [30]

Trong nghiên cứu về tác dụng của chất keo đối với protein gluten, bột nhào và các sản phẩm bột mì, chất keo anion chủ yếu bao gồm sodium alginate, xanthan gum, carrageenan, pectin methoxy cao, pectin methoxy thấp

và carboxymethyl cellulose (CMC); chất keo không ion bao gồm gum arabic, guar gum, locust bean gum, konjac glucomaNLan và hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) Hầu hết các chất keo được thêm vào các sản phẩm bột mì như chất cải thiện bột nhào, để sản phẩm giữ được nhiều độ ẩm hơn và cuối cùng cải thiện độ ổn định trong thời hạn sử dụng Tuy nhiên, chất keo cũng được cho là nguyên nhân làm loãng protein gluten, cản trở sự hình thành mạng lưới gluten và làm giảm chất lượng bột nhào [30]

Trong công nghiệp sản xuất bánh nướng, chất keo có tác dụng cải thiện chất lượng bánh mì vì có thể gây ra sự thay đổi cấu trúc trong những thành phần chính của bột mì suốt quá trình sản xuất và bảo quản bánh mì Sự thay đổi cấu trúc này làm thay

đổi tính chọn lọc của một số enzym và thay đổi chất lượng bột nhào và bánh mì [5]

Sự hiện diện của những chất keo làm ảnh hưởng đến quá trình hòa tan, hồ hóa

và thoái hóa tinh bột Sự hiệp trợ giữa chất keo và tinh bột có thể do sự hình thành phức chất giữa polyme tinh bột (tức là amylose và/hoặc amylopectin) và chất keo trong quá trình hồ hóa [5]

Khi sử dụng trong bột nhào với lượng nhỏ (<1% khối lượng bột mì), các chất keo dự kiến sẽ làm tăng sự giữ nước và thể tích ổ bánh mì, cũng như giảm độ cứng

và thoái hóa tinh bột [5] Bởi vì có khả năng giữ nước cao, chất keo mang lại sự ổn định cho các sản phẩm trải qua các chu kỳ đóng băng - rã đông liên tiếp Người ta cho rằng chất keo tạo thành phức hợp ưa nước với protein gluten, liên kết với nước

và giảm sự di chuyển ẩm trong bột nhào [31] Chất keo còn gây giảm hoạt tính của nước vì sự cạnh tranh nước của các chất keo với các polyme của bánh mì như protein

và tinh bột [31]

Do cấu trúc phức tạp nên cơ chế ảnh hưởng của chất keo lên protein gluten, bột nhào và các sản phẩm bột mì rất phức tạp Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh được rằng chất keo anion có thể hình thành tương tác tĩnh điện với protein gluten, ngoài ra còn có liên kết hydro Chất keo không ion chủ yếu được kết nối với protein gluten thông qua liên kết hydro Chất keo dẫn đến sự thay đổi cấu trúc mạng lưới gluten vì hai lý do sau: phân phối lại nước do tính ưa nước mạnh của chất keo

và pha loãng gluten do sự phá hủy vật lý của các đại phân tử chất xơ Tuy nhiên, do

sự tương tác giữa chất keo và protein gluten chưa được làm rõ hoàn toàn nên những thay đổi về cấu trúc của mạng lưới gluten vẫn cần được nghiên cứu bằng nhiều kỹ thuật khác nhau Sự tương tác giữa chất keo và protein gluten dẫn đến những thay đổi trong cấu trúc bậc hai, đặc biệt là chuỗi xoắn α và tấm β, cũng như hàm lượng và hình dạng của các liên kết disulfua Đây là điểm nóng hiện nay đang được nghiên cứu [30]

Tuy nhiên ảnh hưởng của sự tác động của chất keo lên bột nhào còn phụ thuộc vào bản chất, nguồn gốc, kích thước của chất keo, liều lượng sử dụng cũng như công thức, điều kiện sản xuất và các thành phần nguyên liệu khác [31]

Có báo cáo cho rằng carrageenan (0,2–1%) làm tăng hàm lượng liên kết ion trong protein gluten do tương tác tĩnh điện giữa các nhóm sunfat và protein gluten [30]

1.3.2.2 Guargum (E412)

Guar gum là một loại polysaccharide được sản xuất từ nội nhũ hạt của

Cyamopsis tetragonolobus Hạt được loại bỏ vỏ và mầm Ngoài polysaccharide

guaran, bột guar chứa 10–15% độ ẩm, 5–6% protein, 2,5% chất xơ thô và 0,5–0,8 tro Cây được trồng để làm thức ăn gia súc ở Ấn Độ, Pakistan và Hoa Kỳ (Texas) [26]

Guar gum bao gồm một chuỗi các đơn vị β-D mannopyranosyl nối với nhau bằng liên kết 1 → 4 Mỗi gốc thứ hai có một chuỗi bên, gốc D-galactopyranosyl được liên kết với chuỗi chính bằng liên kết α (1 → 6)

Guargum có độ nhớt cao ở nồng độ thấp và rất hữu ích trong các ứng dụng làm đặc, ổn định và liên kết nước [33]

Guargum giúp làm tăng rõ rệt hàm lượng liên kết hydro (do các nhóm hydroxyl thiết lập liên kết hydro ổn định với protein gluten), do đó guargum làm tăng độ hấp thụ nước, tăng sự phát triển của bột (liều: 0,6–1%), thời gian ổn định, độ giãn dài (liều: 0,2%-1%); độ mạnh và khả năng giữ khí của bột nhào [30]

1.3.2.3 Sodium alginate (E401)

Sodium alginate là muối của acid alginic với kim loại natri và calci, là một polysaccharid có nhiều trong thành tế bào của tảo nâu có tính ưa nước và tạo thành một loại gum khi ngậm nước, nó có màu trắng hoặc nâu, được bán ở dạng bột, dạng

Như vậy, CMC là một dẫn xuất cellulose với các nhóm carboxymetyl (–CH2COOH) liên kết với một số nhóm hydroxyl của các monome glucopyranose tạo nên khung sườn cellulose, nó thường được sử dụng dưới dạng muối natri carboxymethyl cellulose [5]

-CMC thiết lập tương tác tĩnh điện với protein gluten thông qua liên kết disulfide và liên kết hydro, giảm chuỗi xoắn α, tăng tỷ lệ tấm β, xoắn β và cuộn ngẫu nhiên, góp phần cải thiện sự kết tụ protein và độ ổn định của bột nhào Do đó CMC giúp làm tăng thời gian phát triển và độ ổn định của bột (liều: 0,2–1%), độ giãn dài (liều: 2%); tăng G' và G'' (liều: 1%); tăng cường sức mạnh và khả năng chịu đựng của gluten (liều: 0,2%) Vì vậy CMC giúp làm tăng thể tích riêng và giảm độ cứng của ruột bánh mì (liều: 0,5%) [30]

1.3.2.5 Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC):

Hydroxypropyl methyl cellulose là một chất keo không ion được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, mang số hiệu E464 Nó là một loại polymer cao phân tử tổng hợp được tạo ra bằng cách cho cellulose kiềm phản ứng với cả propylene oxide và methylclorua [32] HPMC là một loại bột màu trắng hoặc hơi vàng, hoà tan tốt trong nước tốt, nó một chất keo hiệu quả để thay thế gluten trong hệ thống bánh mì không chứa gluten [34]

Các nghiên cứu gợi ý rằng HPMC đã tạo ra một mạng lưới tạm thời để tăng cường các tế bào khí trong bột và tương tác với các polysaccharide và protein, ngăn chúng hình thành phức hợp và có lợi cho việc duy trì thể tích và độ ẩm của bột bánh

mì trong quá trình nướng, làm chậm quá trình lão hoá bánh mì [30]

Glucose oxidase

Enzyme glucose oxidase (EC 1.1.3.4): xúc tác quá trình oxy hóa α-D-glucose thành α-D-gluconolactone và H2O2 H2O2 oxy hóa nhóm thiol (-SH) của acid amin Cysteine trong protein gluten thành cầu disulfide nối các chuỗi protein gluten lại với nhau và tạo thành mạng lưới ba chiều

H2O2 còn oxy hóa các phân tử acid ferulic được gắn vào một số chuỗi bên arabinose và tạo thành các liên kết ngang Kết quả là mạng lưới đàn hồi hơn và làm tăng đáng kể quá trình hydrat hóa, tức là tăng khả năng liên kết với nước [36]

Một vài nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng có sự tăng độ dẻo, dai và giảm

độ giãn của bột nhào khi thêm enzyme glucose oxidase Các nghiên cứu khác cho thấy enzyme này không gây ảnh hưởng hoặc không có tác động tiêu cực lên thể tích bánh, nó cải thiện cấu trúc ruột bánh và độ mạnh của bột nhào [37]

Xylanase

Bột mì tinh chế chứa khoảng 1-3% pentosan, chủ yếu là arabinoxylan, tạo mạng lưới với gluten có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của gluten trong bánh mì Xylanase, đặc biệt là Endoxylanase, cải thiện tính chất của bột nhào và thể tích bánh bằng cách phân hủy arabinoxylan thành xylooligosaccharide Mặc dù cơ

chế hoạt động chính xác của xylanase vẫn đang được nghiên cứu, nhưng xylanase ở liều lượng tối ưu cải thiện tính linh hoạt, độ bền và độ ổn định của gluten, dẫn đến bánh mì có thể tích lớn hơn và cải thiện điều kiện sản xuất [35] [36]

Lipase

Lipase là một loại enzyme carboxylesterase tham gia vào quá trình thủy phân acylglycerol, giải phóng monoglyceride và glycerol tự do Nó có khả năng cải thiện tính chất của bột nhào và làm tăng khả năng chịu đựng đóng băng của các tế bào men Lipase tạo ra một số lipid như phospholipid và galactolipid, tạo thành phức hợp lipid-protein giúp cải thiện khả năng giữ nước và ổn định của bột nhào [38] Việc bổ sung các lipase cụ thể kết hợp với chất béo trung tính giúp cải thiện thể tích và độ mềm của bánh mì, cũng như tốc độ hóa cũ và hương vị Chức năng chống ôi cũ của chất nhũ hóa thường là do sự tương tác của chúng với amylopectin, ngăn cản sự kết tinh của amylopectin Cơ chế của monoglycerides trong việc làm chậm quá trình cứng bánh dựa trên khả năng của monoglycerid tạo phức với amylose [27]

Lipase cũng có thể thay thế một số chất nhũ hóa truyền thống như este tartrat của monoglyceride (DATEM) hoặc muối stearoyl lactylate (SSL) để ổn định bột nhào và cải thiện thể tích của bánh mì Lipase có thể biến đổi lipid phân cực và không phân cực và có thể thay thế hoặc bổ sung các chất nhũ hóa truyền thống, cải thiện sự ổn định của bột nhào và tính chất của bánh mì [8]

Transglutaminase

Enzyme transglutaminase (EC 2.3.2.13) xúc tác sự tạo thành liên kết chéo giữa glutamine và lysine còn lại trong các phân tử protein [36]

Enzyme này giúp cải thiện độ dẻo bột nhào và độ mạnh của ruột bánh mì bởi

vì nó chuyển gluten từ yếu sang mạnh, tác động đến tính chất lưu biến của bột nhào Transglutaminase có thể được thêm vào bột mì yếu để củng cố mạng lưới gluten và

sẽ làm tăng sức đề kháng của bột nhào [36] Có báo cáo cho rằng enzyme transglutaminase làm giảm độ kéo dãn của bột nhào, có thể dẫn đến làm giảm thể tích bánh mì Khi sử dụng enzyme transglutaminase cao thì thể tích bánh nhỏ lại vì độ bền của bột nhào cao hơn, áp suất khí CO2 không đủ thắng để làm nở bột nhào [37]